大學計算機基礎課程基于“三平臺”的智慧教學設計

王鳳芹，李 瑛，韓秋楓

（海軍航空大學 基礎學院，山東 煙臺 264001）

0 引 言

隨著信息技術和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，教育發(fā)生了翻天覆地的變化。教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的40 條意見中，第24 條為“重塑教育教學形態(tài)。加快形成多元協(xié)同、內容豐富、應用廣泛、服務及時的高等教育云服務體系，打造適應學生自主學習、自主管理、自主服務需求的智慧課堂、智慧實驗室、智慧校園、智慧教育（教學）……[1]”。智慧教育是依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通信等新一代信息技術所打造的物聯(lián)化、感知化、泛在化、智能化和個性化的新型教育形態(tài)和教育模式[2]。如何在大學計算機基礎課程中，將智慧教育落地，成為計算機基礎課程教員亟待解決的問題。

1 大學計算機基礎課程傳統(tǒng)教學模式痛點分析

大學計算機基礎課程是高等教育各專業(yè)的必修課程，課程教學目標是使學員獲得計算機科學文化基本知識，提高學員運用計算工具解決實際問題的能力，培養(yǎng)學員的信息素養(yǎng)和計算思維。傳統(tǒng)課堂的“5+4”教學模式，即教員“教”的5個步驟（備課、講課、提問、布置作業(yè)和批改作業(yè)）和學員“學”的4 個步驟（預習、聽課、代表回答、完成作業(yè)），分析該模式主要存在以下痛點。

1）課堂面向所有學員統(tǒng)一講授，很難進行因材施教。

在計算機科學文化知識的理論課堂授課中，教員面向學員統(tǒng)一講授，計算機基礎較好的學員覺得教員講得慢，差一點的學員覺得教員講得快，而教員只能兼顧大部分中等學員的進度開展教學，很難做到因材施教。

2）學員“聽得多，練得少”，未能很好地訓練計算思維能力。

學員多數(shù)時間主要聽教員講，都是在“被動聽”，主動思考的機會較少，因此學員利用計算工具解決實際問題的能力、計算思維能力的提高幅度較小，只有通過實際問題的分析解決和任務實戰(zhàn)驅動方式，才能有效提升能力。

3）教員教學設計憑經驗，缺少學員學習行為數(shù)據(jù)的支持。

分析學員學情，如學員的預習情況、對新知識點的掌握情況以及學員學習過程中的難點問題，沒有學員的學習數(shù)據(jù)支撐，教員只能通過經驗判斷，很難“精準”設計教學。

2 基于“三平臺”的智慧教學模式設計

2.1 教學過程設計

針對課程的學情分析和傳統(tǒng)教學的痛點問題，課程組改革傳統(tǒng)教學模式，借助“MOOC（Massive Open Online course ）平臺+代碼評測平臺+全自動網(wǎng)絡考試平臺”3 個平臺，構建大學計算機基礎課程的智慧教學模式，按照“課前自主學習+課中邊學邊練+課后鞏固拓展”的混合式教學過程開展教學[3-4]，該模式的教學過程見圖1。

1）課前自主學習。

課前，借助MOOC 平臺，教員發(fā)布任務清單、視頻和自測題目，學員根據(jù)任務清單，通過觀看視頻完成知識點的自主學習，完成自測題目，并針對本節(jié)問題、任務和作業(yè)進行思考，有疑難問題可以和同學、教員實時交流討論。學員可以通過自測題目的完成情況，有選擇地觀看視頻，提前思考教員布置的任務和作業(yè)，適時地查找資料，為任務準備。教員借助MOOC 平臺數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計功能，查看學員視頻觀看情況、自測題完成情況和討論區(qū)的疑難問題，利用數(shù)據(jù)總結課堂難點、學員出錯較多的地方，從而“精準”設計教學。

2）課中邊學邊練。

課中，教員按照BOPPPS 教學模型（BridgeinObjectivePre-test Participatory learning Post-test Summary）展開課堂教學。首先，教員通過問題引出新知，闡明學習目標，借助小測驗檢測學員課前自學效果，根據(jù)MOOC 平臺的學情反饋數(shù)據(jù)，講解重難點和學員共同存在的問題，做到“精講留白”。接著，學員借助代碼評測平臺開展任務實作，學員在教員引導下邊學邊練。最后，教員展示完成較好的小組作品，課堂后測和歸納總結。

1．2．2 聲阻抗測試 聲阻抗通過對鼓膜外側聲能傳導過程變化的測量，了解中耳功能狀態(tài)。鼓室導抗圖主要分為三型［3］。A型：即鐘型，特點是最大聲順應值是在正常的大氣壓（ommH2Oopa）它表明鼓膜正常，咽鼓管功能良好，見于正常耳。B型：平坦無峰，見于鼓室積液，耵聹堵塞。C型：鼓室圖形態(tài)正常，但偏負壓超過－150dapa，幅度在正常范圍，見于中耳負壓、咽鼓管功能障礙。

3）課后鞏固拓展。

課后，學員借助MOOC 平臺復習知識點和交流討論，借助代碼評測平臺完成作業(yè)和進行編程案例拓展、借助全自動網(wǎng)絡考試平臺實現(xiàn)二級題庫的自練自測；當單元學習結束，教員借助全自動網(wǎng)絡考試平臺實現(xiàn)單元測試和期末測驗。教員借助代碼評測平臺批改作業(yè)，將學員課前、課中、課后全過程學習數(shù)據(jù)采集入庫，然后進行基于數(shù)據(jù)的學員學習行為分析與預測，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果，教員及時調整教學策略，針對學員開展個性化輔導。

2.2 信息資源建設

1）一門MOOC 課程。

圖1 基于案例的混合式教學模式框架圖

課前學員通過國防科技大學夢課平臺大學計算機基礎SPOC 課程，查看預習任務，觀看MOOC 課程教學視頻，完成視頻做配套測試題目，并思考編程任務基本思路。完成實訓任務或作業(yè)過程中有疑問的地方，可以隨時翻看視頻，再次學習。

2）一套編程實訓任務庫。

學員課中通過代碼評測平臺登錄所在班級，查看編程任務，并編寫代碼提交，平臺自動給出評分，若提交代碼不通過，可以不斷修改并提交；課后通過代碼評測平臺，完成編程作業(yè)的提交；開課前和課程結束后通過平臺填寫調查問卷。

3）一套全國計算機二級等級考試題庫。

在每個單元學習完和課程結束后，借助全自動網(wǎng)絡考試平臺，從全國計算機二級等級考試題庫中抽題組卷進行考試，完成單元測驗和期末測試。課余時間，學員可以通過全自動網(wǎng)絡考試平臺自主練習和測驗。

MOOC 課程視頻中實現(xiàn)了一個完整信息系統(tǒng)項目案例，學員可以參照實現(xiàn)課程項目大作業(yè)；同時，通過國防科技大學夢課平臺，學員可以在參考資料里查看上百個趣味編程案例，激發(fā)學員的編程興趣。

2.3 課程評價設計

課程采用基于全過程學習數(shù)據(jù)的多元化評價，將學員課前自主學習、課中邊學邊練、課后鞏固擴展全過程學習數(shù)據(jù)采集入庫，綜合為8 項評價指標，各占一定比例（如下式所示）。其中，MOOC 線上參與度和MOOC 線上自測成績來源于MOOC 平臺，編程實訓任務成績、課堂前測后測成績和作業(yè)成績來源于代碼評測平臺，單元測驗成績和期末測驗成績來源于全自動網(wǎng)絡測試平臺。

100%=MOOC 線上參與度5%+MOOC 線上自測成績5%+編程實訓任務成績20%+課堂前測后測成績5%+作業(yè)成績15%+單元測驗成績20%+期中測驗成績10%+期末測驗成績20%[5]。

3 教學特色總結

針對大學計算機基礎課程傳統(tǒng)課堂的“5+4”教學模式存在的四大痛點，借助“MOOC 平臺+代碼評測平臺+全自動網(wǎng)絡考試平臺”三大平臺，構建大學計算機基礎課程的智慧教學模式。該模式按照“課前自主學習+課中邊學邊練+課后鞏固拓展”的混合式教學過程開展教學。總結該模式的教學特色為以下兩個方面。

1）基于“一課三庫”的“學、練、考”立體化學習體系。

借助“一門MOOC 課程”和“一套編程案例庫”，提高學員學習效率，滿足個性化學習需求，實現(xiàn)“我的學習我做主”，解決了痛點1；借助“一套編程實訓庫”，提高學員編程技能，滿足技能培養(yǎng)需求，實現(xiàn)“練中學、練中教”，解決了痛點2；借助“一套全國計算機二級考試題庫”，滿足學員考試需求，實現(xiàn)“考中求勝”。

2）基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的“精準”教學設計。

借助MOOC 平臺、代碼評測平臺和全自動網(wǎng)絡考試系統(tǒng)，采集學員全過程學習數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結果，教員根據(jù)數(shù)據(jù)反饋及時調整教學策略，針對學員個性化輔導，實現(xiàn)“基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的精準教學設計”，解決了痛點3。

4 結 語

通過應用該教學模式，學生提高了各個方面的能力。通過觀看MOOC 視頻完成預習，培養(yǎng)了學員自主學習和主動研究的能力；基于任務驅動的編程實訓，培養(yǎng)了學員的編程技能；通過小組合作完成項目案例大作業(yè)，培養(yǎng)了學員的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力。學員在2019 年參加中國計算機設計大賽的獲獎數(shù)量和全國計算機二級等級考試的通過率都有了明顯提升。

總結該模式應用注意事項包括以下兩個方面。

1）線上內容與線下活動要有機融合，不要相互割裂。

線上與線下相互補充，有機融合，線上為線下做好基本知識點的鋪墊，線下是線上內容的延伸，是線上知識點的應用實踐，幫助學員學以致用。

2）充分利用平臺提供數(shù)據(jù)做好學情分析，開展個性化輔導。

課前、課中和課后借助三大平臺，收集匯總學員各個過程中的學情數(shù)據(jù)，及時做好數(shù)據(jù)分析，對于學有余力學員，推薦高級任務挑戰(zhàn)；對于學得吃力的學員，推薦輔助學習資料，進一步消化吸收知識點，盡量保證每一個學員不掉隊。